MongoDB でスキーマをどのように設計しますか?

Question

Accepted Answer

MongoDB スキーマ設計は、1 つの重要な決定を中心にしています。**埋め込み**（関連データをドキュメント内に格納）対**参照**（関連データを別のドキュメント/コレクションに格納し参照でリンク）。SQL の「デフォルトで正規化」とは異なり、MongoDB 設計はデータが*どのようにアクセスされるか*に最適化されます。

## 埋め込み — 関連データを一緒に保存

```js
// embed related data within the document
{
  _id: ObjectId("..."),
  name: "Ann",
  address: { city: "NY", zip: "10001" },        // embedded sub-document
  orders: [                                      // embedded array of orders
    { product: "Phone", amount: 999 },
    { product: "Case", amount: 20 }
  ]
}
// → ONE query gets the user AND their address AND orders (no joins)
```

**埋め込み**は関連データを 1 つのドキュメント内に保つため、単一のクエリで全て読み込めます（高速、join なし）。一緒にアクセスされるデータと「contains」関係に適しています。

## 参照 — 別のドキュメントをリンク

```js
// store a reference (id) to a document in another collection
{ _id: ObjectId("u1"), name: "Ann" }                          // users collection
{ _id: ObjectId("o1"), userId: ObjectId("u1"), product: "Phone" } // orders collection
// → query orders by userId; use $lookup to join when needed
```

**参照**はデータを別々に保存し、id でリンクします（外部キーのようなもの）。別々にクエリするか、`$lookup` で join できます。

## 埋め込み対参照をいつ使うか

```text
EMBED when:
  ✓ data is accessed TOGETHER (read the parent → you want the children)
  ✓ a "contains"/ownership relationship (address, order line items)
  ✓ the embedded data is bounded (not unboundedly growing)
  ✓ one-to-few relationships

REFERENCE when:
  ✓ data is large or grows UNBOUNDEDLY (avoid huge documents — 16MB doc limit!)
  ✓ data is accessed/updated INDEPENDENTLY
  ✓ many-to-many or one-to-many with many
  ✓ the same data is shared/referenced by many documents (avoid duplication)
```

## アクセスパターン用に設計（重要な原則）

```text
MongoDB schema design is driven by HOW YOU QUERY the data, not pure normalization:
  → Structure data so common queries are efficient (often a single document read).
  → "Data that is accessed together should be stored together."
  → This may mean DENORMALIZING (some duplication) for read efficiency — acceptable
    in MongoDB, traded against update complexity.
```

## なぜ重要なのか

スキーマ設計は MongoDB で極めて重要です。SQL と異なり、より重要と言えるほどです。なぜなら MongoDB の柔軟なドキュメント モデルは、パフォーマンスと保守性に大きく影響する選択肢をあなたに与えるため、これを理解することは効果的な MongoDB アプリケーション構築に不可欠だからです。

中心的な決定である**埋め込み対参照**は MongoDB 設計の決定的な選択肢です。**埋め込み**（関連データをドキュメント内に格納）は、関連データの高速な単一クエリ読み込み（join なし）を可能にし、一緒にアクセスされるデータと「contains」関係に適しています。一方、**参照**（id で別のドキュメントをリンク）は、大きい/無限のデータ、独立してアクセスされるデータ、共有/多数の関係に適しています。

**各々をいつ使うかを理解すること**（埋め込みは有界で、一緒にアクセスされる、所有されるデータ用；参照は大きい/増加する、独立した、共有または多数の関係用。また MongoDB の 16MB ドキュメント サイズ制限に留意）が重要なスキルです。

何より重要なのは、**アクセスパターン用に設計するという指針原則**（データをあなたが*どのようにクエリするか*の周りに構造化し、一般的なクエリが効率的に、多くの場合単一のドキュメント読み込みで実行されるようにする。SQL のようにデフォルトで正規化するのではなく）を理解することが、優れた MongoDB スキーマ設計を区別するものです。

これは読み取り効率のための**非正規化**（複製）を許容することを意味し、更新の複雑性に対するトレードオフで、MongoDB では許容可能でしばしば正しい判断です。

スキーマ設計は MongoDB アプリケーションのパフォーマンスと保守性に深く影響するため（埋め込み/参照の悪い選択は低速なクエリ、巨大なドキュメント、または更新の複雑性を引き起こします）、そして SQL 正規化から根本的に異なるアクセスパターン駆動型の埋め込み対参照アプローチはそうであるため、MongoDB スキーマ設計を理解すること（埋め込み/参照の決定、各々をいつ使うか、アクセスパターン用に設計すること）は、効果的な MongoDB アプリケーション構築に不可欠で価値の高い知識であり、優れたドキュメント スキーマを設計する者と素朴にリレーショナル設計を移植する者を区別する、最も重要で独特な MongoDB トピックの 1 つです。